Comment calculer la masse atomique moyenne: 8 étapes (avec photos)

Teneur

Pas
- Partie 1 sur 2: Calcul de la masse atomique moyenne
- Partie 2 sur 2: Utilisation du résultat
Des astuces
Mises en garde
Nécessités

La masse atomique moyenne n`est pas une mesure directe d`un seul atome. Au lieu de cela, c`est la masse moyenne par atome d`une quantité spécifique d`un élément donné. Si vous pouvez mesurer la masse de milliards d`atomes individuels, vous pouvez calculer cette valeur de la même manière que la moyenne. Heureusement, il existe une méthode plus pratique qui repose sur les informations observées sur la rareté des différents isotopes.

Pas

Partie 1 sur 2: Calcul de la masse atomique moyenne

Image intitulée Trouver la masse atomique moyenne Étape 1

1. Comprendre les isotopes et les masses atomiques. La plupart des éléments se produisent naturellement sous de multiples formes ou isotopes. La seule différence entre deux isotopes d`un même élément est le nombre de neutrons par atome, et donc la masse atomique. La masse atomique moyenne d`un élément prend en compte ces variations et vous donne la masse moyenne par atome dans une quantité donnée de cet élément.

Par exemple, l`élément argent (Ag) possède deux isotopes naturels : Ag-107 et Ag-109 (ou Ag et Ag). Les isotopes sont nommés d`après le « nombre de masse » ou la somme des protons et des neutrons dans un atome. Cela signifie que Ag-109 a deux neutrons supplémentaires par atome par rapport à Ag-107, et donc légèrement plus de masse.

Image intitulée Trouver la masse atomique moyenne, étape 2

2. Trouver la masse de chaque isotope. Vous avez besoin de deux types d`informations pour chaque isotope, que vous pouvez rechercher dans un ouvrage de référence ou une ressource en ligne, telle que éléments Web.com. Le premier est la masse atomique, ou la masse d`un atome de n`importe quel isotope. Les isotopes avec plus de neutrons ont plus de masse.

Par exemple : Par exemple, l`isotope Ag-107 (argent) a une masse atomique de 106 90509 amuser (unité de masse atomique). L`isotope Ag-109 est légèrement plus lourd avec une masse de 108.90470.

Les dernières décimales peuvent être légèrement différentes selon la source. Ne pas inclure les nombres entre parenthèses après la messe.

Image intitulée Trouver la masse atomique moyenne Étape 3

3. Notez l`abondance de chaque isotope. Cette mesure vous indique la fréquence de l`isotope (en pourcentage de tous les atomes de l`élément). Vous pouvez le trouver dans la même source où vous avez trouvé les masses. Le nombre d`isotopes doit totaliser 100 % (bien qu`il puisse être légèrement différent en raison d`erreurs d`arrondi).

L`isotope Ag-107 a un pourcentage de 5,86%. AG-109 est légèrement moins fréquent avec un taux de 48,14%. Cela signifie qu`une quantité spécifique d`argent contient 51,86 % Ag-107 et 48,14 % Ag-109.

Ignorer tous les isotopes sans spécifier le pourcentage. Ces isotopes ne se produisent pas naturellement sur Terre.

Image intitulée Trouver la masse atomique moyenne, étape 4

4. Convertir des pourcentages en décimales. Divisez le pourcentage d`un isotope par 100 pour la valeur décimale.

Dans l`exemple de problème, les pourcentages sont : 51,86 / 100 = 0,5186 et 48,14 / 100 = 0.4814.

Image intitulée Trouver la masse atomique moyenne Étape 5

5. Déterminer la moyenne pondérée des masses. La masse atomique moyenne d`un élément avec m isotopes est égal (Masse_{isotope 1} * pourcentage_{isotope 1}) + (masse_{isotope 2} * pourcentage_{isotope 2}) + ... + (Masse_{isotope m} * pourcentage_{isotope m}. Ceci est un exemple de "moyenne pondérée", ce qui signifie que les masses les plus courantes (plus abondantes) ont un effet plus important sur le résultat. Voici comment utiliser cette formule pour l`argent :

Masse atomique moyenne_Ag = (masse_Ag-107 * pourcentage_Ag-107) + (masse_Ag-109 * pourcentage_Ag-109)
=(106.90509 * 0.5186) + (108.90470 * 0.4814)
= 55,4410 + 52,4267
= 107,8677 uma.

Recherchez l`élément sur le tableau périodique pour vérifier votre réponse. La masse atomique moyenne est généralement écrite sous le symbole de l`élément.

Partie 2 sur 2: Utilisation du résultat

Image intitulée Trouver la masse atomique moyenne Étape 6

1. Convertir la masse en nombre d`atomes. La masse atomique moyenne vous indique la relation entre la masse et le nombre d`atomes dans une quantité spécifique de l`élément. Ceci est utile en chimie expérimentale, car il est presque impossible de compter les atomes individuels, mais facile de mesurer la masse. Par exemple, vous pouvez peser un échantillon d`argent et prédire que chaque masse de 107,8677 amu contient un atome d`argent.

Image intitulée Trouver la masse atomique moyenne Étape 7

2. Convertir en masse molaire. Les unités de masse atomique sont très petites, donc les chimistes pèsent généralement des quantités d`atomes en grammes. Heureusement, ces termes ont été définis pour rendre la conversion aussi simple que possible. Il suffit de multiplier la masse atomique moyenne par 1 g/mol (la constante de masse molaire) pour une réponse en g/mol. Par exemple, 107,8677 grammes d`argent contiennent en moyenne une mole d`atomes d`argent.

Image intitulée Trouver la masse atomique moyenne Étape 8

3. Déterminer la masse moléculaire moyenne. Puisqu`une molécule est simplement une collection d`atomes, vous pouvez additionner les masses des atomes pour déterminer la masse de la molécule. Si vous utilisez la masse atomique moyenne (plutôt que la masse d`un isotope particulier), la réponse est la masse moléculaire moyenne telle que trouvée dans une quantité naturelle. Voici un exemple :

Une molécule d`eau a la formule chimique H₂O, et contient donc deux atomes d`hydrogène (H) et un atome d`oxygène (O).

L`hydrogène a une masse atomique moyenne de 1,00794 amu. Les atomes d`oxygène ont une masse moyenne de 15,9994 amu.

La masse moyenne d`une molécule de H₂O est égal à (1.00794)(2) + 15.9994 = 18.01528 amu, équivalent à 18.01528 g/mol.

Des astuces

Le terme masse atomique relative est parfois utilisé comme synonyme de masse atomique moyenne. Cependant, il y a une légère différence puisque la masse atomique relative n`a pas d`unités ; c`est une mesure de la masse par rapport à l`atome de carbone C-12. Cependant, tant que vous utilisez des unités de masse atomique dans votre calcul de masse moyenne, les deux valeurs sont numériquement identiques.
Le nombre entre parenthèses après une masse atomique est l`incertitude du nombre final. Par exemple : une masse atomique de 1,0173(4) signifie que les échantillons typiques ont une marge d`erreur de ±0,0004. Vous n`êtes pas obligé d`en tenir compte à moins que le problème ne l`exige.
À de rares exceptions près, les éléments plus bas dans le tableau périodique ont une masse moyenne plus élevée que les éléments avant eux. C`est un moyen rapide de vérifier si vos réponses ont du sens.
1 unité de masse atomique est définie comme 1/12 de la masse d`un atome de carbone C-12.
L`abondance des isotopes est basée sur des échantillons qui se produisent naturellement sur Terre. Des substances inhabituelles, telles qu`une météorite ou un échantillon créé en laboratoire, peuvent avoir des rapports isotopiques différents et donc une masse atomique moyenne différente.

Mises en garde

Les masses atomiques sont presque toujours représentées comme une unité de masse atomique (amu ou u) (également appelée Dalton ou Da). Ne jamais mettre une autre unité de masse (comme le kg) après un nombre sans le convertir.